无线电技术论文例1

1无线电通信技术的发展历程

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来[2]。

随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。

2无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：

不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3]，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。

.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。

结束语

回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

无线电技术论文例2

与有线电通信技术相对应，近年来无线电通信技术得到了快速飞跃的发展，鉴于频谱资源的有限性，及社会各界对无线电频谱资源的强烈需求，使无线电技术及其管理问题日益受到人们的广泛重视。

一、无线电通信技术

无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明，下面具体介绍：

（一）3G技术

3G，全称为3rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信。目前3G无线电通信技术标准主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。从技术角度来看，3G主流技术已经基本成熟，CDMA2000由于技术本身的平滑演进特性，进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响，阻碍了商用进程，但目前主体标准已经定型，具备了规模商用的基础。事实上欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。TD-SCDMA是中国自主知识产权的3G标准，该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

（二）3.5GHz技术

3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS，是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术，宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点，受到了业界的关注。现在MMDS使用了传统的调制技术，但是未来的技术将是基于VOFDM的，接收端与反射的信号相结合，生成一个更强的信号。这种技术成本低廉，常用于远离服务中心的小型企业接入网，它有时被称为WDSL或通称为宽带无线技术。但这项技术也有其局限性，比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大，而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。

（三）WLAN（Wi－Fi）技术

无线局域网技术WLAN（Wi－Fi），其技术标准为802.11，可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络，支持11Mbps的无线接入。WLAN技术将在特定的区域和范围，特别是热点区域和高速信息接入领域，发挥对移动通信网络的重要补充作用。

（四）WiMAX技术

WiMAX即全球微波接入互操作系统，WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展，而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802.16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30英里的范围),以及对3G可能构成的威胁，使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。WiMAX相对于Wi－Fi的优势主要体现在Wi－Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi－Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi－Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX为每秒70兆。

二、加强无线电管理的主要措施和手段

无线电通信电技术目前得到了较广泛的应用，但由于无线电通信自身的应用和技术特征，导致必须对无线电进行有效管理，以使之规范、安全、稳定的运行。根据笔者的总结，目前加强无线电管理的主要措施和手段主要有：

（一）要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感

要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感。无线电频率是宝贵的国家战略资源，应组织专门力量，针对动态情况，严加管理和合理利用。要从国家政治高度、从资源管理高度，深刻认识无线电管理工作的重要意义和内涵，强化大局意识，危机意识，健全管理机制，以适应和服务于国家发展的需要。同时加强对管理人员的培训，努力做到无线电管理的法制化、规范化、科学化。（二）要切实抓好无线电监测网络的建设

无线电监测网络为无线电管理工作提供必要技术支持，是无线电技术管理的基础设施。加强无线电监测网络建设就是要将全国分散的无线电监测站（中心）进行优化整合，加强各监测站之间的协作关系，加强无线电监测工作，提高频率资源的有效利用，维护空中通道的畅通，使各种无线电业务相互兼容、正常工作，以维护国家频率的科学、合理、有效使用。

（三）要加强无线电管理的执法力度

无线电技术为无线电通信的开展提供了重要技术支撑，随着无线通信技术的发展和相关应用的增多，国内相关立法应当逐步完善和成熟，国家应尽快出台一部专门的无线电法律法规以适应国家经济和无线电技术发展。无线电管理部门一方面要严格按照国家的相关法律法规进行管理，做到严格、规范，另一方面要严格遵守国家的法律法规，不做与法律相违背的事，维护法律的尊严。

（四）建设一支坚强有力的无线电管理专业队伍

搞好无线电管理工作，必须有一支思想好、技术精、作风硬、执法严的管理队伍。在实际运作过程中，要采取请进来、走出去、岗位练兵等措施，支持鼓励专业技术人员参加各类培训，强化技能训练。在法律法规、无线电管理、监测与检测技术、计算机技术等方面，引导和要求管理人员，自觉跟踪无线电技术发展新动态，理论联系实际进行技术交流，使之与当前管理任务相适应。同时还要加强职业道德、政治素质、保密制度、通信纪律、通信规则、值班制度等行业中必需的修养和建设，提高其执政能力，不辱使命，高质量完成国家赋予无线电管理部门的神圣职责。

无线电通信技术作为极具有发展潜力的一门通信技术，目前得到了持续和持久的快速发展，但在快速发展的过程中，仍时常暴露出管理方面的不足，因而我们应该坚持两条腿走路，一方面，加强技术研究，另一方面，加强管理，使之实现又好又快的发展。

参考文献：

[1]高兆霖，《超宽带无线电技术及实际应用》，载《铁道技术监督》，2007年10月.

无线电技术论文例3

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage，RKRL)与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献:

[1]何丽华，谢显中，董雪涛，周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术，2007，(05)

[2]王军，李少谦.认知无线电:原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)

[3]谭学治，姜靖，孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密，2007，(03).

无线电技术论文例4

软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的，其基本思想就是将宽带A/D/A变换器尽可能地靠近天线，将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性。

传统的卫星测控平台存在着性能不完善，调制方式、副载波、码速率组态不灵活，体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台，通过注入不同的软件，实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变，应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。数字信号处理器（DSP）是整个软件无线电方案的灵魂和核心所在。通用平台的灵活性、开妻性、通用性等特点主要是通过以数字信号处理器为中心通用硬件平台及DSP软件来实现的。经过比较，我们采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套实时的DSP系统。

图1TMS320C6701结构框图

1软件无线电通用平台的DSP技术

1.1TMS320C6701DSP芯片介绍

TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具结构框图如图1所示。

TMS320C6701的主要特点为：

*单指令字长为32位，8个指令组成一个指令包，总字长为256位，引脚与TMS320C6201系列的引脚兼容。

*体系结构采用甚长指令字（VLIW）结构；

*硬件支持IEEE标准的单精度和双精度指令集，支持字节寻址获得8位/16位/32位数据，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、设置、清除以及位计数、归一化等）；

*1Mb(位)的片内存储空间，其中程序存储空间和数据存储空间各512Kb；

*32b外部存储器接口（EMIF），有52MB的外部存储器寻址能力；

＊四通道自加载DMA协处理器，可用于数据的DMA传输；

*16位宿主机接口（HPI）；

*两个多通道缓冲串口（McBSPs）；

*两个32位通用定时器；

＊灵活的锁相环路（PLL）时钟产生器，可以对输入时钟进行不同的倍频处理；

*芯片内部有IEEE1149.1标准边界扫描仿真器（JTAG），可用于芯片的自检和开发；

*芯片共352脚采用BGA封装，以获得好的高频电气性能，并使芯片尺寸变小；

*采用0.18μm工艺，则五层金属组成，输入输出接口电压为3.3V，核心电压1.8V(167MHz时为1.9V)。

1.2DSP技术在软件平台中的应用

每套测控平台含双机备份的遥控调制器与遥控解调器，双机分别由独立电源供电。系统总体框图如图2所示。调制器与解调器分别通过不同的RS232串口与遥控处理计算机通信，完成对调制解调器的控制及其带数据的收发。

用户在每次任务前通过控制计算机设置调制方式、调制参数及通信连接方式，并调用算法参数生成程序产生调制器和解调器中算法的预置参数，并在设备初始化时以批数据方式从串口送入DSP芯片，经校验后送FlashROM中。为保证程序传送的可靠性，采用IRQ差错控制方式，DSP每接收一个数据包在存储的同时向计算机回传数据信息，计算机一旦发现数据出错即转入重传方式。参数设置成功后，调制解调器根据协议发送和接收遥控指令，并将工作状态回送遥控处理计算机，同时在遥控前端机面板上显示。

1.3调制器与解调器硬件结构与功能描述

硬件系统以DSP为核心，电路主要由下述模块组成：电源模块、系统时钟及模式设置模块、存储器模块、系统监控模块、与控制计算机通信模块、调制输出模块、B码时钟接收模块和显示控制模块。在解调系统中，除解调输入模块、解密接口模块和显示控制模块外，其余模块均与调制系统一致，如图3所示。

调制器加电时，DSP首先通过外部存储器模块完成自加载。自加载完成后，由DSP主程序对状态显示监控模块进行参数初始化设置。在有调制任务时，首先由控制计算机对DSP进行参数设置（如滤波器参数、调制制式、调制副载频、调制码速率等），然后发调制数据给DSP，由DSP的串行通信口接收数据，在DSP内完成副载频调制；调制数据经DSP串口发送给数模块转换进行数模转换，转换的信号过低通可编程滤波器滤波后输出。解调器的工作过程与上类似，在检测到有已调副载波进入A/D通道时，启动解调模块进行解调，将解调的数据送到控制计算机。

2DSP实现信号调制和解调

2.1信号调制

调制器的设计目标是在可编程的硬件平台上，通过注入不同的算法或执行软件，实现不同载波频率、调制方式、传输速率和码型的多制式的通用型调制器。它将以灵活的重构性支持各种通信发射机的不同需求，更有利于各通信设备的互连互连。考虑到数字直接合成技术具有数控灵活、频率分辨率高、频率切换快、相位可连续线性变化、覆盖带宽大、生成的正弦/余弦信号正交性好等特点，我们的设计方案是以DSPs芯片为内核，采用软件DDS技术，实现高精度、高性能的数字调制器。调制器的总体框图如图4所示。

帧分析在设备初始化时完成程序数据的接收、校验和转发（向FlashROM送）。在正常工作时，从帧数据中分离出调制参数及等调制数据，分别送参数寄存器与数据寄存器。

图5BPSK接收总体框图

在数据格式变换中，完成将输入的数据分别转变为调制参数控制字（如相应调制方式下的频率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A）和相应格式的被调制数据，经滚降处理后(对于FSK方式可不用滚降处理)对正弦载波进行调制。

2.2信号解调

对于BPSK接收，我们采用相干解调方式，如图5所示。接收信号经带通采样得到原始信号序列后，首先与本地产生的正弦序列相混频，然后经低通滤波除高频分量，得到其带信号样值序列（正弦序列的频率与相位也由此样值序列获得）。再对基带信号样值序列进行最佳判决点时刻波形估计，估计值送往均衡器做均衡处理，均衡结构再做0、1判决得到最终的解调数据。解调的关键点在于本地载波的同步和符号定时误差的提取。

ASK(FSK)信号的解调方法可分为相干解调和非相干解调两类。由于相干解调的抗干扰能力较强，本方案采用相干解调方式。图6为采用相干解调时，接收端的解调总体方案流程框图。

接收信号首先经低通滤波器，滤除带外噪声（此处的低通滤波器由专用器件设计）。然后经A/D变换，得到样值序列，按照工作的不同阶段，分两路分别与本地相应的相干载波进行解调，主要包括混频和低通滤波两过程。解调后的信号经低通滤波器后，恢复出基带信号。基带信号进行位定时和码元判决，得到最终的解调数据。

无线电技术论文例5

二、认知无线电与宽带无线通信系统的融合

认知无线电的关键技术有：频谱监测技术，自适应频谱资源分配技术、自适应调制解调技术等。宽带无线技术主要有正交频分复用技术（OFDM）、多输入多输出技术(MIMO)、HARQ技术和AMC技术等。认知无线电与宽带无线通信系统的融合最主要的就是自适应频谱资源分配技术和正交频分复用技术结合、并辅以其它相关技术。OFDM系统是目前公认的比较容易实现频谱资源控制的传输方式。该调制方式可以通过频率的组合或裁剪实现频谱资源的充分利用，其与自适应技术相结合，除了在传统的时间域上自适应外，还更容易利用多载波的频率域，可以灵活控制和分配频谱、时间、功率等资源，在结合MIMO系统的空间资源，根据用户在不同的位置的不同传输条件，感知环境并且适应环境，并不断地跟踪环境的变化，以合理利用资源、提高系统容量。自适应频谱资源分配的关键技术主要有:载波分配技术、子载波功率控制技术、多天线层资源分配算法和复合自适应传输技术。

(1)载波分配技术。CR具有感知无线环境的能力。子载波分配就是根据用户的业务和服务质量要求，分配一定数量的频率资源。检测到的宽带资源是不确定的，随时间、空间、移动速度等变化。OFDM系统具有裁剪功能，通过子载波的分配，即在频段内对于用户来说，信干噪比(SINR)较高的不规律和不连续子载波的频谱资源进行整合，按照一定的公平原则将频谱资源分配给不同的用户，确定每个子载波传输的比特数量，选取相应的调制方式，实现资源的合理分配和利用。

(2)子载波功率控制技术。由于分配给用户的功率和子载波数一般是成比例的，功率控制算法在经典的“注水”算法的基础上，有一系列的派生算法。这些算法追求的是功率控制的完备性和收敛性，既要不造成干扰又要使认知无线电有较好的通过率，且达到实时性的要求。事实上功率控制算法和子载波分配算法是密不可分的。这是因为在判断某子载波是否可以使用时，就要对现状(空间距离、衰落)做出判断，同时还需要计算出可分配的功率大小，对于一个用户如果速率一定，如子载波数目增加所需的功率就会下降。

无线电技术论文例6

1.1基于软件的广电系统

软件无线电的最大特色在于其在底层硬件的支持之下，以软件编程的模式来完成传统广电系统的所有技术功能，从而一举改变了传统的仅仅依赖硬件的方案。基于软件的广电系统正是通过此原理来构建的数字化技术的广电系统。最重要的核心模块是“数字电视（广播）通用调制”模块，其主要功能一方面能够进行所有类别的广播电视数字信号的产生，还包括为原始信号插入各类辅助功能信号，例如同步信号、时钟信号以及纠错冗余信号等等。通过灵活的软件编程，一方面能够方便地产生所需的各种格式的数字信号，从而使之能够和各类底层协议模块相互匹配，另一方面也能够较方便地进行升级换代，和几乎所有的主流传输介质相兼容。如果体制中增加了新的编码模式，则不必更换硬件模块，只需在软件方面进行接口和协议的改动即可完全适应新的方式，因此设备的升级换代变得非常方便，节约了投资，设备的研发周期也大大缩短，新的功能能够灵活地加入进来。在具体的技术实现方面，由于当前的光电通信底层网络已经拥有很高的传输速率与很高的带宽水平，而当前的各类硬件价格正在不断下降，升级更新周期也逐渐缩短，因此应该将灵活的软件模块与固有的硬件模块进行协同配合设置，以实现技术收益的最大化。结合当前的信息技术现状，假若将整个的系统均交由软件来设计与实现，则软件的执行对于CPU等资源的耗费是必须考虑的。因此在全面考虑之下，其可行的方案为：

（1）底层信息传输系统以模块化的方式进行构建，由不同的模块提供针对性的软件接口，共同构建信道系统，主要有调制解调模块、频率分配模块、编译码模块等等，这些模块均接受中央处理单元的控制，软件的使用主要体现在对信息传输系统的参数设置方面，例如调制解调模式的设置与选择、信道编解码方式的设置于选择、信道加密解密模式的确定等等。

（2）具体模块在实现方面则选择硬件与软件配合使用的模式，将各类负载合理地分配在软件单元与硬件单元之上，为了减少软件对于资源的消耗，可以在硬件方面做出一些调整，例如增加一些可编程芯片等。

1.2基于软件的数字电视系统

当前，我国比较通行的数字电视主要存在着DVB-S，DVB-C以及DVB-T等制式，而且由于用户的原因，数字电视将在很长的一段时期之内同时兼容各类制式。这些情况也直接体现在我国目前的主流数字电视接收机的厂商中，当前的机顶盒也充分考虑了多种制式的现象，这也能够推进我国数字电视的推广速度，使其覆盖范围扩大，使用户的投入减少。构建的数字电视系统，能够结合不一样的传输制式，来为其加载相对应的软件单元，从而实现终端与传输底层协议的匹配，已经被证实是一种比较可靠的实现方法和解决方案。目前对这种技术进行推广的主要阻力来自于成本问题，由于数字电视最终归属于普通的家电类商品，如果定价偏高则会鲜有人问津。而随着微电子技术突飞猛进的发展，不少产品的成本正在逐步降低，因此给予软件的数字电视产品最终会通过市场来反哺其研发，实现良性的循环。

无线电技术论文例7

2无线通信干扰的种类

2.1邻带干扰

邻带干扰是干扰信号的邻带能量与所要接收的正常信号的邻带能量同处一个频带上，导致接收机接收的邻带信号中夹杂有无用信号，造成了接收信号的不精确和噪声比的下降，邻带干扰产生的原因是民航飞机设备本身的质量问题，设备与国家规定的标准有偏颇使得信号接收出现问题。例如，如果通信系统如果需要在多频道进行信号的接收，1频道被用户1民航甚高频无线电通信干扰的探讨文/常琪在现在的民航飞行环境中存在着诸多的电磁干扰，本文中笔者对民航所受的各种干扰信号从原理方面进行了详细的介绍，甚高频无线电通信是民航飞机与塔台进行联络的重要媒介，涉及民航的安全保障问题。摘要占用，2频道被用户2占用，两个频道之间的频率差为20KHz，那么从理论上来讲，1、2两个用户是互相不干扰的，但假如其中一台仪器出现了故障，尤其是设备质量导致的故障，就会导致机器的发射频率的稳定性降低，发射的信号的频带会加宽，只是1、2两个频带产生交集。

2.2频带外干扰

频带外干扰是指信号接收机接收到了正常频带和邻带以外的信号，指示信号的接受力降低，主要是发射机的杂辐射和接收机的杂辐射响应两种干扰。发射机的杂辐射产生原理是：在甚高频的低频区域，一般都是通过晶体振荡器发出基本频率，然后再经过多次的频率放大，得到发射波最后经由无线通信设备的信号发射机发射出去，但是在信号放大过程中，放大器的非线性特征使得信号中产生了大量的谐波的分量，在频率放大后如果得不到充分地滤波就会使产生的谐波与信号一起被放大然后发送出去，使接受对应频率的接收机对信号的判断出错，这种由接收机辐射产生的干扰信号只能从发射收机一段进行解决，因此国家对各种信号发射机做了非常明确的规定，以将其在辐射值控制在合理的范围之内进而减少发射波的杂辐射，但往往会因为厂家的利欲熏心而是无线通信环境受到污染；收机的杂辐射响应一般是指，接收机不光会接收到有用信号还会接收到频率之外的信号，这种能力被称为杂辐射响应，当接收机所收到的信号刚好是本接收机中频信号，而且发射机对放大的杂辐射信号过滤不彻底，接收机就会对此信号发生响应，于是使得有用信号的受到了干扰。

2.3互调干扰

互调干扰是民航甚高频干扰信号中最为严重的一类信号，一般分为外部信号引起的互调干扰、接收机引起的互调干扰和发射机引起的互调干扰三种。互调的产生需要一定的条件，即干扰信号需要一定的幅度，干扰频率与扰的接收机的特定接收频率之间存在一定的间隔关系，特别的，对于接收机互调干扰而言，接收机和干扰信号需要同时处在工作状态。发射机互调干扰是指多部发射机的信号同时施加到一台发射机，由于功率放大器的非线性特征使得各路信号互调，将产生的无用信号也发射出去影响接收机的正常信号接收的信号干扰。接收机互调干扰是指多个干扰信号同时被一台接收机接收，在混频时产生了可以被接收机接受的信号，这种信号干扰能力大小主要取决于干扰信号的大小。外部引起的互调干扰是由发射机的滤波器或者外部馈线电路的稳定性降低导致的，在强射频场中发生互调而形成的干扰信号，所以这种信号干扰最容易避免。机场甚高频的频率一般在130MHz左右，商业广播在88-108MHz左右，可见两段信号的频率谱比较接近，如果两系统的距离太小形成交叉区域就会造成信号的互调，而且商业信号本身的功率就比较大，经过多个非线性的放大器放大后落在民航信号频率段内就会对民航信号产生干扰，可以通过物理间隔降低发射机的耦合、在发射极的信号发射端安装单向器或者以上两种方法相结合的办法预防民航甚高频的无线通信干扰。

2.4同频率干扰

同频率干扰是指干扰信号和有用信号具有相同的频率，但不是接收机需要的信号。在信号的接受过程中，有用信号和无用信号都会被处理，由于信号的载波不同会导致信号失真，这种信号干扰主要是由同频波的接收机的距离太小导致的，是干扰信号中相对较容易找到干扰源的一种信号干扰。

无线电技术论文例8

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310032－01

现代的监控和监测系统主要由传感器网络组成，所谓的传感器网络又包括有线传感器网和无线传感器网。由于有线传感器网布线繁琐，不易检修，所以无线传感器网将会在一定程度上取代有线传感器网。现在专业的无线传感器网是IEEE 802.15.4技术标准和ZigBee无线网络传输协议设计而成的。由于ZigBee技术对无线传感器网络的针对性，将来在电力系统监控中ZigBee技术必定会充分发挥出它的优势。

1 ZigBee技术概述

ZigBee技术是一种具有短距离、低速率特点的无线网络技术。ZigBee无线网络技术与蓝牙技术和无线射频识别技术不同，它有自己独特的无线电标准，而且通信效率非常高。ZigBee技术可以依据IEEE 802.15.4标准在上千个传感器之间建立通信，由这些传感器可以组成网络并利用无线电波再将数据传送到计算机或者被GPRS、CDMA等这些无线技术手机。在众多的传感器中每一个传感器需要的能量都很少，他们将数据由一个传感器不断地传于下一个传感器，组成了一个大型的无线传感器网络。ZigBee技术具有以下的特点：

1）ZigBee技术的传输速率较慢，为250kbps，非常适合在报文吞吐量比较小的场合使用。2）ZigBee技术最具有竞争力的优势就是它具有低功耗的特点，通常两节五号干电池就可以为其供电六个月到两年。3）ZigBee技术对无线通信有着很强的防范技术。4）ZigBee技术的加密算法采用AES.128，可以检查数据的完整性，具有安全性高的特点。5）ZigBee技术的网络容量大，一个ZigBee网络最多支持节点个数可达65000个，可以胜任于一些结构复杂、设备众多、监测信息数量大的无线网络系统。

2 ZigBee技术应用于电厂的可行性论证

ZigBee技术如果要在电厂中使用必须要保证在ZigBee设备的使用的过程中不会对电力系统电能的质量产生不利的影响，还要保证ZigBee技术在有干扰的情况下通信质量安全可靠。下面就对ZigBee技术应用于电厂的可行性进行论证。

2.1 ZigBee技术可行性论证

ZigBee技术的射频信号，即设备工作时发出的高频谐波会影响电力系统电能的质量。所以要求ZigBee设备在正常运行时发出的高频谐波必须在容许的范围之内。ZigBee技术的射频信号在移动通信网的射频范围之内，但是通过检测后的有效数据表明ZigBee技术射频信号在侵入电厂的一次设备时不会对电能的质量产生恶化。

2.2 ZigBee技术的通信可靠性论证

由于ZigBee技术在无线通信过程中具有以下特点：

1）具有通信可靠机制；2）网络的自组织、自愈能力强；3）在低信噪比的环境下ZigBee技术具有很强的抗干扰性能；4）在低信噪比的环境下ZigBee技术的性能超群。

所以ZigBee技术在无线通信时可以确保通信的可靠。

2.3 ZigBee技术通信的安全性论证

ZigBee技术有自己的网络协议，在进行无线通信时具有以下特点：

1）ZigBee技术协议具有安全的结构；2）通信过程需要安全密钥；3）通信的时候可以对传输的数据进行加密和解密。

总体说来，正是ZigBee技术的这种安全策略阻止了不法分子对信息的窃取，保证了数据的安全性。

3 ZigBee技术在电力系统中的研究应用

3.1 基于ZigBee技术的无线抄表系统

在电力系统运行过程中抄表工作往往要浪费巨大的人力资源。为了解决这个问题，可以研究开发一个基于ZigBee技术的无线抄表系统，如右图所示。

这个无线抄表系统的最上层为用电管理中心主站。然后主站下来通过GPRS网络接入各个小区的集中器，采用一对多的连接形式。这样用户管理中心主站就可以通过GPRS无线网络对各个小区的用电进行控制并采集数据。通信系统的下层由电表，ZigBee无线抄表终端，ZigBee无线网络组成，共同完成对电表数据的采集，保存和转发。同时执行管理中心总站传来的命令，实现对电表的控制。

3.2 ZigBee技术在电力系统无线远程监测系统中的应用

现在电厂的检测系统的方式大部分利用传感器检测，再通过RS485串行通信将数据上传到上位机，通过上位机对数据的分析判断，做出应答。现在这种基于ZigBee技术的电厂设备无线远程监测系统，目的在于实现无线远程监控。系统的底层部分负责用基于ZigBee的无线传感器对电厂设备的参数进行采集。系统的中层即ZigBee无线网络的中心节点，负责对传输来的数据进行分析处理，然后再通过ZigBee无线网络传送到检控中心控制台。系统的最上层就是监控中心控制台，负责对下层的设备发送命令指令。整个系统的三层之间互相交换数据，最终实现电力系统的无线远程监测控制。

4 小结

ZigBee技术是具有低成本、低功耗和低速率的无线通信技术。在电力系统中，尤其是在难以架设通信线路和监控设备比较集中的地方，基于ZigBee技术的无线抄表系统和无线远程监测系统将会有广阔的应用前景。

无线电技术论文例9

国家工信部提出了无线电管理“四个体系”的构想，毫无疑问，这将极大的促进我国无线电管理工作的发展，为无线电的发展提供了良好的平台。但是无线电管理“四个体系”建设有较强的技术要求，需要采用新思路、新模式的关键技术。因此，探讨和研究无线电管理“四个体系”的技术线路和要点，同是引入数据云计算和挖掘技术，是无线电“四个体系”建设的关键。通过本文，笔者一方面希望能够起到一个抛砖引玉的作用，另一方面，希望能够给相关人员起到一定的指导作用。

一、技术路线应服从“四个体系”建设的战略目标

我国无线电管理“四个体系”建设要 服从我国的无线电战略目标，任何技术路线的设定和建设都离不开战略的指导。因此，首要的工作是明确无线电管理的战略目标，根据工信部提出的加快无线电“四个体系”建立和完善的目标，要积极探索无线电管路的新型工作思路、工作方法，通过技术创新和工作创新推进我国无线电管理工作更上一层楼。

工信部要求我国的无线电管理要支撑其各个系统的工作，分层次地进行动态组合，从而建立完善的领域新管理法律法规，并提高无线电管理的技术标准，达到高水平的无线电管理技术支撑体系和高效的管理行政体系。同时，加强管理“四个体系”之间的数据交互、融合、挖掘和分析工作，增强体系之间的相互联系，提升无线电管理的智能化水平。此外，由于无线电的发展，尤其是物联网的兴起和监测网的建设，造成无线电的影响因素增加，对于无线电产生了极强的信号干扰，从而使得原有的管理系统不能再满足更高水平的管理要求，因此，建立并完善无线电“四个体系”的工作要依据技术为依托。

二、建立健全技术支撑体系的主要内容和步骤

2.1 从软硬件上提升基础技术能力

优化现有的技术和设施能力，通过总结无线电中的管理经验，有针对性的加强设施和技术上的缺陷；参照无线电业务的不同分类，有针对性地提升合法的无线电管理服务；整合现有的管理资源，统筹管理，根据当前的无线电管理技术提升综合管理能力；另外，增强突发事件的应急能力，发挥无线电管理的优势，为人民生命财产安全提供有利的保障。

2.2 形成有效的“四个体系”运行机制

深入挖掘现有管理机制中存在的问题，加强信息的沟通，在技术设施设计、突发事件应急等方面完善制度；加强无线电管理技术的发展研究，增强相关研究部门的研究能力，以高等研究院校、研究所为主导，鼓励技术创新，发挥研究人员的主观创新能力，提升研究成果的应用化；相关管理部门要未雨绸缪，加强隐患和问题的监控力度，并设置有效的应急机制；协调各部门的工作，完善责任承担制度，形成科学全面的无线电管理机制。

2.3 建立无线电管理“四个体系‘的人才梯队

人才是管理工作的关键，要设置无线电管理机构、相关高校与研究机构、相关企业三个层次的专业技术人才机制，挖掘、培养无线电管理“四个体系”机制的人才；同时要鼓励人才之间的交流，并建立培养机构的师资队伍，发挥有经验管理人员的“传帮带”作用。

无线电管理机构在技术支撑体系的主要发展方向

三、无线电管理“四个计划”建设的技术路线发展方向

我国当前的无线电管路“四个体系”的核心技术要求是：尽快地实现无线电信息的接收、存储、交互、融合、挖掘、分析技术，同时要在原有的无线电监测和检测技术的基础上，把握好总体的技术要求才能符合战略目标的要求。首先是要搜集国内外的无线电信息，并进行信息分析，呈现出无线电监测的实时信息、频率、电台等数据，形成无线电的整体态势分析和展示能力。在无线电管理的数据分析，是一项工程量巨大的工程，因此需要借助计算量巨大的计算技术，云计算的动态和可伸缩计算能力、群体智能、服务化特征等特点都为海量数据和复杂数据的分析提供了极大的便利，云计算的处理优势正好可以配合无线电管理工作中的数据处理，因此在无线电管理“四个体系”的建设中应当采用云计算技术作为其核心技术，充分利用其计算优势解决无线电管理中面临的难题。

四、“四个体系”建设中云计算技术的应用

4.1 Hadoop分布式云计算技术的应用

Hadoop云计算平台采用分布式和分层结构，其具体的结构分为数据层、模型层和应用层三层结构，其中数据层是整个管理体系的网络数据，包含着各种类型的数据库，如电台站数据、监测数据、线电台站数据、监测数据等；而模拟层是利用数据层管理“四个体系”中的数据，并通过处理数据层输出的数据，建立数据模型，分析其包含的数据；应用层则是利用模拟分析的结果，对无线电管理“四个体系”的需求数据进行应用定位，并对无线电管理决策提供有针对性的方案与评估能力。

4.2 Hadoop分布式云计算技术的优势和缺点

云计算技术的发展完美地解决了海量数据和复杂数据的处理，给无线电管理“四个体系”的建设提供了技术基础，尤其是Hadoop分布式云计算技术因为技术优势明显，尤其是其对于计算机的硬件要求不高，同时具备可伸缩性和高容错性，技术成本较低，因此可以作为“四个体系”建设的核心技术。但是也存在着较多的问题。首先云计算技术需要强大的宽带网络作依托，一旦网络条件不好，就很难就行数据的处理；再者云计算技术存在着延迟的问题，而且延迟的影响远大于宽带的影响；另外云计算的安全性也是制约“四个体系”建设的重要影响因素，因为云计算存在很强的虚拟化安全性威胁，同时其数据来源较为复杂，在应用的广泛性上也会引发新的安全威胁。

五、总结

总而言之，对于国家提出的建立并完善无线电管理“四个体系”，是无线电管理应对新形式挑战的重要战略构想。因此在进行体系的构想时，在参照国家战略要求的同时，采用合理的技术路线是体系建立的关键，云计算和数据挖掘技术为无线电管理“四个体系”建设提供了技术保障，有望完成体系建设的重大突破和跨越。由于本人的知识水平有限，因此，本文如有不到之处，还望不吝指正。

参考文献

[1]郑晓明.试论无线电管理“四个体系”的创新与逻辑关系[J].管理论坛，2012年10月.

[2]何廷润，孙美玉.无线电管理“四个体系”建设的技术路线分析[J].管理论坛，2013年2月.

[3]张虹，刘利华副部长.加快建立健全无线电管理四个体系[J].人民邮电报，2012，（7）.

[4]马子健.对有力、高水平的无线电管理技术支撑体系的思考[J].管理论坛，2013年3月.

无线电技术论文例10

中图分类号：TP274文献标识码：A

文章编号：1004-373X(2008)08-190-05オ

Necessity and Feasibility Studies of ZigBee Application Technology

in Large and Mediumsized Power Plant

LIU Heping,ZHANG Gaoqun

(College of Electrical Engineering,Chongqing University,Chongqing,400044,China)オ

Abstract：Based on the analysis of ZigBee technology and combined the condition of power plant,come to make use of the ZigBee technology to be composed of the wireless sensor network to monitorvarious information of power plant is a relatively good solution,it is greatly reduces the complexity of the cables,The ZigBee technology radiofrequency signal can invade power plant equipment to produce the high frequency harmonic,and the harmonic goes beyond standard is able to affect safe operation of power plant.It is answered exactly for this problem,has given the test methods and test results,and through testing the high frequency harmonic of the working equipment in power plant,analyzing that combine with each other according to the test results and the characteristics of ZigBee technology equipment ,it can verify the ZigBee technology from a side apply to electric power plant is feasible and safe.And has given the basis and technical conditions of ZigBee technology in power plant equipment monitoring system applying further,as well as the ZigBee technology suitable object and check data characteristic.

Keywords：ZigBee technology；wireless sensor network；radiofrequency signal; high frequency harmonic

1 引 言

随着科技的发展，电厂运行维护对设备状态监测系统提出更高要求。目前的监测系统的检测信息量和测试点安装问题已经出现不能满足电厂安全、可靠、经济的运行要求的势头。当前，电厂状态监测系统基本上是在有线的基础实施监测的功能。有线方式受布线、供电电源、安装场所和维修等的限制，如旋转机械的转动部分的状态监测、高电压和大电流设备的状态（温度、绝缘）监测等采用有线方式是无法完成的，更不可能保证数据的实时性、可靠性和完整性，也将限制对设备运行状态的评估、判断和决策。

现代监测系统由传感器网络组成，传感器网络是有线传感器网络和无线传感器网络的集合。无线传感器网络是基于IEEE 802.15.4技术标准和ZigBee网络协议而设计的无线数据传输网络，他是用大量的具有多功能多信息信号获取能力的传感器，采用自组织无线接入网络，与传感器网络控制器连接，构成无线传感器网络。ZigBee技术是专门针对无线传感器网络而开发的，利用ZigBee技术组成无线传感器网络是电厂监测系统发展的必然趋势。

2 ZigBee技术

(1) 概论

ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本，工作在2.4 GHz和868/915 MHz的无线网络技术，他是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案，是一种双向传输（twoway ）的无线通信标准，主要用于中短距离无线系统连接，提供传感器或二次仪表无线双功网络接入，能够满足对各种传感器的数据输出和输入控制命令和信息的需求使现有系统网络化、无线化。ZigBee技术采用一般 IEEE 802.15.4 收发器技术与嵌入 ZigBee技术 协议栈的组合，他依据IEEE 802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器设计成只需要很少的能量的装置，并以接力的方式将数据从一个传感器无线传到另一个传感器，依次传递，以构成一个无线传感器网络。ZigBee技术的主要特征如表1 所示。

表1 ZigBee技术的主要特征

(2）ZigBee技术与其他无线通信技术的比较

无线通信技术的特性比较如表2所示。

表2 无线通信技术比较表

3 ZigBee技术应用于电厂的可行性论证

电厂设备监测系统首先为电厂监控系统提供现场设备的各种参数、数据、图表、曲线、开关量和模拟量等信息，根据这些信息分析设备状态、执行开环、闭环控制与调节，对设备故障和事故进行报警和相应处理，保证设备最优运行状态；为设备状态检修提供分析长期的运行数据，以便形成状态检修决策；为遥测、摇讯、遥控、摇调等提供远动数据等。

ZigBee技术组成传感器网络系统本身具有以下特点[1]：实时性： 实时在线监测；低功耗：采用钮扣电池可运行2年以上；先进性：技术、器件、软件先进，为系统的可靠性、先进性奠定了基础；准确性：温度测量精度可达±0.1 ℃；灵活性：用户可根据自己的需求，灵活、方便地设置参数；系统性：可与电力系统综合自动化系统、消防系统等融为功能更加强大的综合系统，可与局域网、广域网、系统方便连接，实现数据共享，便捷管理；真实性：实时数据记录、分析，为运行、管理、检修、调度等部门提供真实数据；安全性： ZigBee技术系统不论是产品、还是工程及其维护，都具有安全性。ZigBee技术提供数据完整性检查和鉴权功能，采用AES128加密算法，使数据安全得到保障；效益性：电力系统故障多以温度升高而引起，有了这一套系统，可以节约购置其他测温仪器等设备支出（如红外成像仪、点式测稳仪等）；可以节省巡检人员，提高数据获取的工作效率；达到有的放矢地开展设备维修的目的，将减少设备维护工作量；减少事故，提高供电可靠性； 实践性：ZigBee技术已经成功应用于汽车电器中的测量高速转动的轮胎气压和温度，ZigBee技术无线测温系统用于大港油田的110 kV 的变电站。

3.1 ZigBee技术通信可靠性保证[2]

ZigBee技术通信可靠性保证[2]：通信可靠机制;网络的自组织、自愈能力强;在低信噪比的环境下ZigBee技术具有很强的抗干扰性能;在低信噪比的环境下ZigBee技术的性能超群（蓝牙、FSK和WiFi B）。

3.2 ZigBee技术安全性论证：

3.2.1 ZigBee技术射频信号对电气一次设备的影响

ZigBee技术射频信号，即高频谐波影响电气设备安全运行和电能质量的性质，因此，高频谐波必须在允许的范围内。现行数字蜂窝移动通信网的频率范围[3]:9 ～3.53 GHz ，而ZigBee技术的频段868/915 MHz和2.4 GHz，即ZigBee技术射频信号在移动通信网的频率范围内，也就是说,无论是否有ZigBee技术设备在场，其ZigBee技术的射频已经侵入电厂设备，而产生谐波。因此有必要测试电厂运行设备的谐波分量，即设备的高频谐波电流、电压分量，根据测试结果进行评估，只需设计测试数字蜂窝移动通信网的射频信号对电气设备的影响就可以。

理论上，电厂设备均处在现行数字蜂窝移动通信网包围中，发电机的出口升压变压器高压侧分500 kV和220 kV两个等级，测试主接线和测试点如图1所示。

图1中测点：A为发电机机端电压、电流；B为升压变压器高压侧电压；C为输电线电压、电流。

发电机变压器组的测试：测试仪器： DZFⅡ电能质量仪2台、PP1电力仕1台（美国产）;测试时间：2006年4月10日,4月21日;测试工况：发电机带变压器额定电压空载（未并网）;发电机并网后多种负荷。

数据归纳原则：三相中取谐波含量最严重的一相为代表值；现场测试为2～50次谐波，为突出重点下列有些数据表中仅列出谐波含量较大的几次。

图1 测试主接线和测试点

机端谐波（测试点A）（见表3）:

表3 14号发电机机端谐波线电压

从测试数据(见表1)来看各测试工况谐波数据特性差不多，为全面、直观起见，我们画出额定负荷时的谐波含量（2～50次）柱状图（见图2）,图2中:横坐标为谐波次数,纵坐标为谐波含有率 （%）。

图2 (说明)14号发电机额定负载机端

谐波线电压含量图

从表4数据可以得出：机端主要谐波电流为5次、3次，5次在90 A左右，3次在50 A左右，并5次、3次谐波电流随负荷的增大变化不大。

升压变压器高压侧（500 kV）谐波（测试点B）（见表5）。

表5 14号机升压变压器高压侧谐波相电压

从测试数据来看各测试工况谐波数据特性差不多，为全面、直观起见，这里画出额定负荷时的谐波含量（2～50次）柱状图（见图3）。图3中:横坐标为谐波次数,纵坐标为谐波含有率 （%）。

图3 14号发电机额定负载升压变压器じ哐共嘈巢ǖ缪购量图

从表5数据中可以得出：各测试工况下升压变压器500 kV侧谐波电压总畸变率在2.3～2.5左右，主要谐波成份均为5次、3次。发电机并网前后该点谐波变化不大。

升压变压器高压侧（220 kV）谐波（测试点B）（见表6）：

表6 3号机升压变压器高压侧谐波相电压

从上表数据中可以得出：各测试工况下升压变压器220 kV侧谐波电压总畸变率和各次谐波电压含有率均未超标，主要谐波成份为3次，发电机并网前后谐波变化不大。

从以上测试结果（见表3~6）看，13次以上的谐波成分很少，且随着次数的增加谐波含量趋向于零,表明：被移动通信信号包围的发电机变压器组，在各测试工况下发电机变压器组谐波电压和谐波电流均在标准范围内，谐波电压总畸变率也未超标，同时测试过程中发电机变压器组运行正常。也就是说移动通信信号，即ZigBee技术射频信号没有引起电网电能质量恶化，没有威胁发电机变压器组安全运行。证明ZigBee技术应用于发电机变压器组的监测系统中是可行的。

输电线（220 kV）谐波（测试点C）:220 kV GIS站葛铝I回线电压、电流谐波检测结果;测量时间：2007年1月15日;测量工具：中元华电ZH2故障录波装置;CT变比：1 000/1PT变比：220 kV/100 V;

在表7中：

(1) 14次以上的谐波成分已经趋向零；葛铝I回线负荷电流测量1次值为600 A，3次谐波电流最大一次值为3 A；葛铝I回线电压测量一次值为 220 kV，5次谐波相电压最大一次值为677 V；经比较表5，6，7可知：开关站500 kV和220 kV系统电压、电流谐波与葛铝I回线在同一水平。由上面数据分析出：ZigBee技术射频信号没有对输电线路产生影响，说明ZigBee技术应用在电厂输电系统中也是可行的。

测试数据分析：

发电机空载额定电压时线电压谐波总畸变率为2.01%

（2） 该发电机并网前后及并网后各负荷下，升压变压器高压侧谐波电压总畸变率变化不大（见数据表5、表6），最大值为2.57%，主要谐波成份为5次、3次;

（3） 输电线的主要谐波成份为5次、3次、14次以上的谐波电流、电压趋向零。开关站500 kV和220 kV系统电压、电流谐波与葛铝I回线在同一水平（见数据表5~7）。

综上所述：移动通信信号，即ZigBee技术射频信号侵入电厂一次设备中不会恶化电能质量。ZigBee技术射频在设备中含量很低。ZigBee技术的射频信号最大输出功率：≤1 mW，如果单个网\[6\]240个传感器，其最大发射功率：≤240×1 mW，对十几万千瓦或几十万千瓦的大中型发电机的定、转子的温升几乎没有影响，而且240个点的射频信号并非同时刻工作，采样时间可以优化设置，另外，利用电机转子轮毂（轮毂本身具有屏蔽作用），采用屏蔽技术对射频距离和方向可以根据需要调整设置，保证尽量减少射频信号侵入电机。上述试验表明电机内部的谐波主要成分是1次、2次、3次和5次谐波，且电机带负荷后机端线电压谐波总畸变率有所下降。这些成分没有也不会与ZigBee技术的射频信号重叠。

表7 葛铝I回线电压、电流谐波

总之，ZigBee技术网络不会恶化电网电能质量，也不会引起旋转电机设备的温升越限，对电厂一次设备和电力系统运行是安全的。

3.1.2 对电厂二次设备的影响分析

ZigBee技术的频率范围为868 MHz，915 MHz和2.4~2.483 5 GHz的3种高频信号，而一般电机微机保护采集的是基波量、2次谐波量和3次谐波量。而且不论电流互感器，还是电压互感器其本身就是电感元件，电感具有对高频信号抑制的性质，另外微机保护输入还采用了光电隔离技术，加上一次设备中还装有开关电容器（见图1）等都对高频谐波有滤波和导通作用。因此，ZigBee技术的射频信号对保护没有影响，不会引起保护的误动。对保护装置运行而言是安全的。

3.2 论证结果

在ZigBee技术通信可靠性保证的基础上，ZigBee技术无论应用在电厂一次设备，还是二次设备中都是安全可行的，同时也不会影响电网的安全运行和电能质量。

4 ZigBee技术可应用对象(application object)及数据特性研究

[BT(3+1]4.1 通常符合以下条件之一的应用，就可以考虑采用ZigBee技术

(1) 设备成本很低，传输的数据量很小；

(2) 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；

(3) 没有充足的电力支持，只能使用一次性电池；

(4) 频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难；

(5) 需要支持大型网络接点的数量级,需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但仅用于监测或控制;

(6) 对通信服务质量QoS要求不高（甚至无QoS）;

(7) 需要可选择的安全等级（采用AES128）: 加密、发送鉴别、报文的完整性;

（8） 需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用;

（9） 要求高的网络自组织、自恢复能力。

[BT(3+1]4.2 电厂设备监测ZigBee技术符合以上条件之一的对象

(1) 电机内部绕组温升、绝缘在线监测，如转子、定子、变压器温升和绝缘，特别是电机端部、汇流排等的接头的温升、绝缘监测；

(2) 开关触头、母线接头、导线接头、电缆接头状态和温升在线监测；

(3) 电厂发、配、输电设备的绝缘和过电压保护设备的在线监测；

(4) 油库、电缆廊道等温度在线监测与报警，即火灾报警；

(5) 各类大量的开关位置，二次设备连片（压板）状态等开关量的在线监测;

(6) 电厂水流域水文气象监测;

(7) 大坝安全监测；

(8) 环境监测。

4.3 在ZigBee技术网络中传输的数据可分为3类

(1) 周期性模拟量数据的传输：电厂油、水、风系统数据，各类电气量（电流、电压、电量有功和无功等）数据，机电各类设备的温度、绝缘等数据，水文气象数据，等;

(2) 间断性开关量数据的传输：大量各类开关量（接点、开关、压板/连片和伐门状态等）数据，电气设备的动作记数和运行时间的累计等;

(3) 还有反复性的低反应时间的数据传输。

5 结 语

随着科技的发展，电厂设备监测系统没有无线传感器网络的参人将是不完善的。ZigBee技术是专门针对无线传感器网络而开发的，ZigBee技术通信具有可靠性保证，利用ZigBee技术组成无线传感器网络是电厂设备监测系统发展的必然趋势,是十分必要的。ZigBee技术射频信号会侵入电厂设备产生高频谐波，谐波超标会影响电厂的安全运行。本文给出了谐波测试方法和测试结果，并把测试结果和ZigBee设备的技术特性相结合进行分析和总结，并进一步给出ZigBee技术应用于电厂设备监测系统中的基础和符合的技术条件、ZigBee技术适用对象和检测的数据的特性，证明ZigBee技术应用于电厂是安全的、可行的和经济的。总之，ZigBee技术应用于电厂设备监测是必要的、是可行的。

参 考 文 献

［1］ZigBee技术无线测温系统\[EB/OL\].；ZigBee Technology Wireless Temperature Measurement .

［2］上海顺舟网络科技有限公司.ZigBee无线数据通信模块[CD2]工业级高品质无线通信\[M\].

［3］佚名.通信频率划分\[EB/OL\];Communication Frequency .

［4］王权平,王莉.ZigBee技术及应用\[J\].现代电信科技,2004(1):3337.

［5］ZigBee SpecificationZigBee AllianceZigBee Document053474r06,Version 1.0December 14th,2004.

［6］佚名.几种无线技术的比较\[EB/OL\];Several Kinds of Wireless Technical Comparisons .